MEMS在哪里可以大胆地走了吗

MEMS芯片设计进入人体的生物传感器,这需要独特的包装。作为辅助的需求增长和自动驾驶,MEMS设备也正在寻找新的用例在汽车电子产品,他们的主要细分市场年之前。

压力传感器,如那些监测轮胎气压,保持最大的类型微机电系统传感器在单位体积,虽然他们扮演着尤其重要的作用巨大的采矿卡车轮胎可以成本100000美元,每三个月必须更换。

Yole MEMS包装市场发展预测将从去年的25.6亿美元增加到64.6亿年的2022美元,复合年增长率为16.7%。CAGR大于Yole MEMS装置的估计的14.1%的增长率从2016年到2022年。

在微机电系统和传感器执行国会在圣何塞,加州有谈论bioMEMS和生物传感器,压电式MEMS能够运行几乎没有电池,和MEMS在纸和塑料,为硅基MEMS技术研究经费的减少。

五家公司参加了一个在会议上技术展示他们的产品。展示其对与会者的光纤气体传感器,eLichens显示其浆果智能传感器系列、空气质量传感器包含其专有的system-in-package红外MEMS发射器和探测器,专利光学采样室,在设备和信号处理——所有大小的四分之一。

图1:eLichens的气体传感器。来源:eLichens

展示的获胜者,与会人员表决通过的,门罗微的Menlo Digital-Micro-Switch技术,减少MEMS开关小于人类头发的宽度。公司的交换机均包含在一个土地阵列包测量6毫米,6毫米,1.3毫米。

数以百计的这些微型开关进入一个设备,能够在超过25瓦和处理射频输入电压超过200伏特。

设备源于长期工业研究和开发的通用电气,旋转的通用电气全球研究中心。通用电气公司是投资者在门罗微康宁,Microsemi,圣骑士资本集团。

门罗说微装置可用于自动化测试和测量系统,宽带功率放大器阻抗匹配,电子扫描天线和相移,和高功率可调谐振器和过滤器用于军事/航空、科学和医学,和无线基础设施应用程序。

图2:门罗微的MEMS装置。来源:门罗微

普罗透斯数字健康展示了其变形可摄取的传感器,它是用药物和伴随着普罗透斯可穿戴传感器补丁。移动设备应用程序使用蓝牙无线协议从补丁下载数据。

传感器和补丁保持密切关注当病人处方药物,检查是否在正确的时间和正确的组合。

安德鲁·凯利,仙人掌半导体集成电路和系统架构师,和乔纳森••惠特灵顿却变形杆菌数字集成电路设计经理健康,共同给演示。仙人掌是捏造的铸造变形杆菌可摄取的传感器。

的ASIC消化的传感器必须满足模具尺寸小于1平方毫米的要求。ASIC的死被夹在层通过金属沉积的铜和镁。微小的芯片与胃反应液在胃里,形成一个“由内及外型”电池电力设备。绝缘体磁盘增加芯片的电场,根据仙人掌。

一次性可编程存储器是纳入ASIC,每个可摄取的传感器都有一个序列号资格作为fda批准的医疗设备。圆片规模处理用于asic。每个晶片含有25000死亡,每批由600000年死亡。

“首先当你思考你必须摄取是世界上你要的设备,”凯利说。“这是一个小装置,放不下的药丸。你不能用传统的电池。你不能使用无线充电,因为电感的大小和信号强度。当然,一旦你弄清楚,不管你想出必须安全、无毒。这是严峻的挑战。一旦你得到过去,你仍有一个巨大的信号传播的问题。你会有一个你的胃内的小药丸,感觉被什么东西在你的身体。所以你的胃的内容,身体的大小,所以许多变量,和大量的衰减的信号。”

最重要的是这些设备是需要项目。

“我们想把其中一个放在每一个药丸,所以你需要独特的序列号的天文数字,”他说。”然后有数据的完整性。如果数据不正确,所有这一切真的没有任何意义。这里的想法是得到准确、客观的数据,然后做出一些判断。有更多的挑战。你进入可靠性。它基本上是一个医疗设备,我们必须相信,每一个药丸是可靠的和工作,实际上为我们提供了我们需要的答案。它必须是高度可制造的——我们需要一个好的供应连续性——因为我们要非常、非常大批量生产,我们希望它继续。我们不能有任何干扰。总是在我的世界里,成本尽可能低。 But realistically, the cost has to be very insignificant relative to the cost of the drug itself. Otherwise, it doesn’t make sense. Some of these things we addressed specifically in the second round of the ASIC [design], where we added some functionality and performance. And of course, we were not allowed to increase the die size at all.”

凯利说,这一切归结为三个挑战。“我有一个非常低电压,高阻抗供应,所以非常理想的供应从电子产品的观点。我需要一个很高的数据完整性通信链路。它很小。”

副总裁米歇尔Lerner生产纳米医学诊断,描述了他的公司开发的系统描述动态绑定的生物分子。最大的挑战是将石墨烯材料在200毫米晶圆。梅德福,前不久流氓谷推出微器件作为MEMS晶铸造。

流氓谷微器件制造晶片,其次是发射光刻、电子束加工、清洗步骤之前,采用化学气相沉积生长石墨烯工业规模。这将是紧随其后的是八个更多的流程步骤。光学检查将确定石墨烯的质量控制。

有足够的高质量的模具,Samtec芯片封装,Concisys会印刷电路板组装,纳米医学总装。

这个过程允许每月50晶圆生产,还有计划规模,每月200片,勒纳说。

展望未来生物传感器,纳米医学想改善电池的热稳定性和热传递来增加他们的寿命;使职能化传感器芯片系统检测电解质和代谢物如皮质醇,压力的生物标志物;把产品与健身磨损或传统电子系统中提取生物数据分析一个人的生理状态;和替换铟锡氧化物电容式触摸屏的元素。

日益增长的兴趣在压电
Alissa菲茨杰拉德,创始人,首席执行官和管理成员,a . m .菲茨杰拉德& Associates识别多个新兴技术在微机电系统和传感器。有基于薄膜传感器批量声谐振器和表面声波;接近于零的权力或事件驱动的传感器;她说,和压电传感器。小说也有CMOS +传感器、压电材料和传感器用纸张或塑料基板。

高级首席分析师Jeremie Bouchaud导演和IHS Markit MEMS和传感器,压电MEMS还指出,作为一个很有前途的技术,虽然它并不像目前广泛使用的电容式传感器。

马修·克劳利薄暮科技公司的首席执行官,吹捧压电MEMS麦克风的未来。“声音技术是下一个大趋势,”他说。与电容式MEMS,密封,压电式MEMS有隔膜和底板,使用线性转导,他指出。ZeroPower感应通过压电属性将“有利于物联网设备,”克鲁利说。

拉斯瑞格尔、汽车汽车业务单元的首席技术官NXP半导体回到未来汽车微机电系统的应用。汽车电子的三大趋势是连接,电气化、和自主权,他说。

他指出“视力为零”项目启动20年前在瑞典,试图通过传统的方式减少汽车事故,比如更严格的执法,再造道路,并敦促司机放慢速度。全球社区有机会接近“零幻影”,通过先进的电子技术与射频MEMS和磁传感器、微控制器,大大减少汽车事故和死亡人数——也许不为零,但数量比现在要低得多,因为大多数事故都是由于人类造成的司机。

功能性安全和功能性安全必须采取充分考虑实现这一愿景,以及明显的道德困境的解决带来的自主驾驶技术,根据瑞格尔。“实现无故障模式,你需要最好的传感器,”他说。

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